¿Qué hace el dióxido de carbono?
El dióxido de carbono es químicamente inactivo, sólo puede reaccionar con metales como el magnesio a altas temperaturas (generando óxido de magnesio y carbono), y también puede reaccionar con carbón al rojo vivo (generando monóxido de carbono); El gas se disuelve en agua para formar ácido carbónico (se vuelve rojo tornasol púrpura) es un ácido binario débil (inestable y se descompone fácilmente en dióxido de carbono y agua o ácido fuerte cuando se calienta). El método más utilizado para probar el gas dióxido de carbono es dejarlo entrar en agua de cal clara, es decir, aparece un precipitado blanco (carbonato de calcio): Ca (OH) 2 + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O. Continuar introduciendo dióxido de carbono. y el carbonato de calcio precipita en bicarbonato de calcio soluble, y la solución también quedó clara:
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
El dióxido de carbono en sí no es tóxico , pero cuando llegue a 3 en el aire, el cuerpo humano sentirá falta de aire, y cuando llegue a 10, perderá el conocimiento, dejará de respirar y morirá.
Con el rápido desarrollo de la industria, el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera continúa aumentando. Puede absorber la radiación infrarroja emitida desde el suelo, formar una capa aislante alrededor de la tierra y evitar que el calor se difunda al exterior. espacio, y aumentar la temperatura media alta, este es el efecto invernadero del dióxido de carbono.
La mayor parte del dióxido de carbono utilizado en la industria es un subproducto de los hornos de cal, plantas de cemento, cervecerías (proceso de acidificación), y también hay grandes cantidades de dióxido de carbono en los pozos de gas natural y las plantas de gas. Se utiliza principalmente para fabricar carbonato de sodio y producir bebidas carbonatadas. Congelar frutas o carne con hielo seco no solo es a baja temperatura, sino que también está libre de contaminación. El dióxido de carbono también es un agente extintor eficaz y puede utilizarse en incendios que no pueden extinguirse con agua, como los provocados por el petróleo, la electricidad y el sodio metálico. El dióxido de carbono líquido se ha convertido en un agente de extracción eficiente y libre de contaminación. El proceso utilizado se llama extracción supercrítica y se utiliza principalmente en la industria alimentaria y otras industrias.
La historia del "hielo seco":
En Texas, un equipo de perforación en el sur de Estados Unidos se encontró con algo extraño: cuando utilizaron un taladro para perforar el suelo para explorar depósitos de petróleo, de repente un fuerte flujo de aire brotó de la boca de la tubería e inmediatamente formó una gran pila de cosas parecidas a copos de nieve en la boca de la tubería. Está "congelado". Los curiosos miembros del equipo de exploración hicieron rodar bolas de nieve con estos "cubitos de hielo" tan felices como los niños. ¡Esto es un gran problema! Las manos de muchos miembros del equipo se congelaron. Después de un tiempo, la piel de muchas personas comenzó a ponerse negra y ulcerarse.
Resulta que el "hielo" parecido a un copo de nieve no se forma por condensación de agua, sino por condensación de dióxido de carbono. Después de que este dióxido de carbono sólido se derrita a temperatura ambiente, puede vaporizar directamente el gas de dióxido de carbono, por lo que desaparece rápidamente y el área circundante aún está seca, a diferencia del hielo que deja agua después de derretirse, por lo que también se le llama "hielo seco". . El hielo seco se parece al hielo normal, excepto que es más frío (78,5 grados Celsius). Con temperaturas tan bajas, no es de extrañar que las manos de los perforadores se congelen.
¡El hielo seco tiene muchos usos! Se puede usar como refrigerante forzado; use hielo seco para refrigerar pescado, carne y otros alimentos, para que no se mojen por todas partes durante el transporte; use hielo seco para refrigerar los alimentos en el sótano, que se pueden almacenar por un período más largo; de tiempo.
Lo que es aún más sorprendente es que en muchos dramas de cine y televisión, ¡el hielo seco también es responsable de las escenas envueltas en niebla! Debido a que el hielo seco se vaporiza en el aire para formar una gran cantidad de dióxido de carbono, lo que se presenta al público es una escena "blanca".
¡Como alternativa, el hielo seco o la lluvia artificial serán suficientes! La lluvia artificial es el uso de métodos artificiales para aumentar los cristales de hielo en las nubes o combinar cristales de hielo en las nubes con gotas de agua para aumentar la formación de precipitación. En la actualidad, la lluvia artificial utiliza un avión para esparcir un refrigerante (hielo seco u otras sustancias químicas) en las nubes, lo que hace que la temperatura en las nubes baje significativamente, lo que hace que las diminutas gotas de agua cristalinas de hielo crezcan rápidamente, obligándolas a caer a forma precipitación;
El dióxido de carbono es un nutriente importante para las plantas. La clorofila en cada hoja puede completar un cambio maravilloso bajo la luz del sol. El dióxido de carbono absorbido por las hojas se transporta al agua a través de las raíces y se convierte en azúcar, almidón y oxígeno para la fotosíntesis: 6CO2 6H2O=C6H12O6 6O2, donde C6H12O6 es glucosa. , y luego transformado en almidón, etc. En este proceso, la energía de la luz solar se absorbe y se convierte en energía almacenada en almidón, convirtiéndose en la fuente de energía para las actividades vitales en la Tierra.
El dióxido de carbono y la pintura (normalmente nuestra pintura) son ambos disolventes orgánicos volátiles. Después de aplicar la pintura, el disolvente se volatiliza, lo que tarda mucho en evaporarse y contamina el medio ambiente. Los contaminantes incluyen muchos gases tóxicos y carcinógenos. Una empresa de Estados Unidos ha desarrollado una pintura que utiliza dióxido de carbono como solvente, superando los peligros causados por las pinturas comunes, especialmente los solventes. El dióxido de carbono es un gas y no se puede utilizar como disolvente. El método que utilizaron fue aumentar la presión a una determinada temperatura para convertir el dióxido de carbono en estados gaseosos y líquidos. De esta forma actúa como disolvente para disolver la pintura. El dióxido de carbono utilizado es un subproducto de las plantas y refinerías de amoníaco y no necesita ser fabricado. Al usar pintura en aerosol con dióxido de carbono, se seca rápidamente, tiene buen brillo y no produce contaminación tóxica.
En circunstancias normales, el dióxido de carbono no favorece la combustión y es más pesado que el aire. El dióxido de carbono cubrirá la superficie de los objetos en llamas. Los objetos pueden aislarse del aire y dejar de arder. Se utiliza para extinguir incendios y es un agente extintor de uso común.
En la industria química, el dióxido de carbono es una materia prima importante y se utiliza en grandes cantidades para producir carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), urea [CO(NH2)2] y amonio. bicarbonato (NH4HCO3), pigmento blanco de plomo [Pb(OH)2-2PbCO3], etc. En la industria ligera, se necesita dióxido de carbono para producir bebidas carbonatadas, cerveza, agua con gas, etc.
En los almacenes modernos, para evitar que los insectos y las verduras se pudran y prolongar el período de almacenamiento, se suele llenar con dióxido de carbono. El dióxido de carbono sólido es "hielo seco", que se utiliza principalmente como refrigerante. La pulverización de "hielo seco" desde un avión a gran altura puede condensar vapor de agua en el aire y formar lluvia artificial. muy útil cuando se utiliza en combinación con éter conveniente. En el laboratorio, el "hielo seco" se mezcla con líquidos volátiles como el éter para proporcionar un baño de baja temperatura de alrededor de -77°C. El "hielo seco" también se puede utilizar como conservante de alimentos. En términos de agricultura, la aplicación directa de dióxido de carbono como fertilizante en invernaderos y el uso de raíces de plantas para absorber dióxido de carbono pueden mejorar la fotosíntesis de las plantas. Puede promover el crecimiento de los cultivos y aumentar los rendimientos. En la naturaleza, el dióxido de carbono puede satisfacer las necesidades de la fotosíntesis de las plantas verdes y la respiración del fitoplancton en el océano.
Además de los diversos usos del dióxido de carbono mencionados en el libro de texto, también existen los siguientes usos.
1. El dióxido de carbono es un estimulante eficaz de la respiración humana. Excita la llave respiratoria estimulando los receptores químicos fuera del cuerpo. Si una persona inhala oxígeno puro durante mucho tiempo, la concentración de dióxido de carbono en el cuerpo es demasiado baja, lo que puede provocar un paro respiratorio. Por lo tanto, una mezcla de 5% de dióxido de carbono y 95% de oxígeno se usa comúnmente en clínica para el tratamiento y anestesia del envenenamiento por monóxido de carbono, ahogamiento, shock y alcalosis. La criocirugía con dióxido de carbono líquido también se utiliza ampliamente.
2. Almacenamiento de alimentos, frutas y verduras. Debido a la falta de oxígeno y al efecto inhibidor del propio dióxido de carbono, los alimentos almacenados con dióxido de carbono pueden prevenir eficazmente el crecimiento de bacterias, moho e insectos en los alimentos, evitar la generación de peróxidos que causarán deterioro y dañarán la salud, y pueden Preservar y mantener el sabor y nutrición original de los alimentos. El dióxido de carbono no provocará residuos de medicamentos de cereales ni contaminación atmosférica. Ventilar un almacén de arroz con dióxido de carbono durante 24 horas puede matar el 99% de los insectos.
3. Como agente de extracción. El dióxido de carbono se utiliza generalmente en alimentos y bebidas en el extranjero. Procesamiento y extracción de aceites, especias, medicamentos, etc.
4. Utilizando dióxido de carbono e hidrógeno como materias primas, puede producir materias primas químicas y nuevos combustibles como metanol, metano, éter metílico, policarbonato, etc.
5. Como agente de inyección en campos petroleros. Puede desplazar eficazmente el petróleo y mejorar la recuperación de petróleo.
6. Inyectar vetas de carbón subterráneas de difícil extracción para gasificar las vetas de carbón y obtener gases sintéticos e intermedios necesarios para la industria química.
7. La soldadura por arco protegido no solo puede evitar la oxidación de la superficie del metal, sino que también aumenta la velocidad de soldadura aproximadamente 9 veces.
Algunos científicos creen que si el dióxido de carbono en la atmósfera se duplica, la producción promedio de cereales aumentará en más de un 30%, el algodón aumentará en más de un 80% y el trigo y el arroz aumentarán en un 36%. .
8. El propósito de utilizar levadura en polvo o bicarbonato de sodio durante la cocción es producir pequeñas burbujas de dióxido de carbono. Estas burbujas de aire hacen que el pan, los pasteles o la pasta se hinchen y tengan un sabor esponjoso. Usar levadura para hacer pan tiene el mismo efecto, solo que lleva más tiempo. El dióxido de carbono se produce cuando el polvo de hornear (o el bicarbonato de sodio) reacciona con un ácido (como el ácido láctico que se produce en el kéfir). El "polvo de hornear" disponible comercialmente generalmente contiene un ácido sólido, que también reacciona con el bicarbonato de sodio para producir dióxido de carbono cuando se moja.
Nota: La información anterior está extraída de Jiangsu Subject Network.